鸡精鲜味热稳定性关键影响因素分析研究
2022-06-05王鸿朱中志徐申启刘新郭辉李沛刘政芳
王鸿，朱中志，徐申启，刘新，郭辉，李沛，刘政芳
(安琪酵母股份有限公司酵母功能湖北省重点实验室，湖北 宜昌 443003)
鸡精是在味精基础上发展起来的一种鲜味调味品，主要以鸡肉膏、鸡油、鸡蛋、酵母抽提物、香精和热反应鸡粉等为原料，配以味精、盐、糖、香辛料、I+G、色素等辅料，经混合、制粒、干燥、冷却等工艺加工而成，是一种具有鸡肉风味的复合鲜味剂产品，特点是既有鸡肉香味，又有鲜味，口感丰富，有层次感，且富有营养[1]，鸡精在烹饪中主要作用在于增鲜、增肉味。在某些烹饪应用领域，比如火锅、卤菜、熬汤等中添加鸡精后需要长时间高温煮制，对鸡精的稳定性尤其是鲜度稳定性要求较高。而鸡精中的鸡肉膏、香精、鲜味物质(味精、呈味核苷酸二钠)等成分对热的敏感程度不同[2-6]。鸡精鲜味的热稳定性关系到应用方案、配方设计，以及最终产品的感官品质，具有较高研究价值。之前对于鲜味物质的热稳定性研究仅局限于单一的鲜味成分如味精、呈味核苷酸二钠、琥珀酸二钠等[7-12]，而对于复合鲜味剂如鸡精等的鲜味热稳定性研究较少。
本研究通过两种在售鸡精在高温条件下鲜味相关理化指标(钠离子、pH值、谷氨酸、核苷酸)的变化，并分析其与鲜味感官评分的相关性，总结鸡精鲜度热稳定性关键影响因素，旨在为鸡精的烹饪应用和配方设计等提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
鸡精：A鸡精采购于大润发超市，B鸡精由安琪酵母股份有限公司提供；色谱级乙腈：美国Sigma公司；呈味核苷酸二钠、IMP：日本味之素公司；盐、糖、味精、淀粉、糊精等：均为食品级；甲醛、氢氧化钠、盐酸、磺基水杨酸、茚三酮等：均为分析纯。
1.2 主要仪器与设备
CS-820N色度仪 杭州彩谱科技有限公司；F-128
pH计 梅特勒-托利多公司；3-18KS台式高速离心机 德国西格玛公司；YZMR-4500D(M)高压反应釜 上海岩征实验仪器有限公司；东京理化N-1300VH-W旋转蒸发仪；L-8900全自动氨基酸分析仪、L-2000带紫外检测器的高效液相色谱仪 日本日立公司；9030A干燥箱 上海精宏设备有限公司。
1.3 实验方法
两款鸡精分别配制4%水溶液，搅拌均匀，分别取300 mL于烧杯中，在80，90，100，110，120 ℃条件下分别加热0，30，60，90，120 min。加热后样品冷却至室温，搅拌均匀后抽滤，抽滤液作为样品装入样品瓶中，2～8 ℃储存备用。
1.3.1 pH值的测定
将上述制备好的鸡精水溶液样品于室温条件下测定pH值。
1.3.2 游离谷氨酸的测定
样品经磺基水杨酸沉淀蛋白质后，经过氨基酸分析仪的离子交换柱分离后，与茚三酮溶液产生颜色反应，再通过分光光度计比色测定氨基酸含量。
1.3.3 钠离子的测定
参照GB 5009.91-2017的方法。
1.3.4 核苷酸的测定
使用高效液相色谱仪，参照GB/T 23530-2009的方法。
1.3.5 感官品评
采用感官标度法[13]对各鸡精水溶液样品进行感官评定，由经过感官品评并筛选后的10位感官品评员组成评定小组，对各样品溶液的感官指标进行评定打分，收集评价结果进行统计分析。
确定与鸡精鲜味相关的感官描述词及定义[14-16]，见表1。
表1 描述词及定义
感官标度分9个档次，具体见表2。中间5分为鸡精空白样的感官强度，左侧表示比参照样强度弱，右侧表示比参照样强度强。
表2 感官标度表Table 2 The sensory scale
1.4 数据处理
采用OriginPro 2021、SPSS 22.0进行单因素方差分析及Pearson相关性分析并绘图，当p<0.01时为极显著差异，0.01
2 结果与分析
2.1 pH值变化情况
鸡精是一个复杂的以鲜味物质为主的体系，主要有谷氨酸钠、呈味核苷酸二钠、食盐、蔗糖、各种酶解鸡肉粉、蛋白质、小分子呈味肽等，其体系pH值的变化会引起谷氨酸钠、呈味核苷酸二钠稳定性的变化[17-18]，从而可能导致鸡精鲜味稳定性的变化。
鸡精在不同温度、不同加热时间条件下的pH值变化情况见图1，不同温度下A鸡精水溶液的pH无显著性差异(F=0.559，p>0.05)，不同温度下B鸡精水溶液的pH也无显著性差异(F=2.811，p>0.05)。由图1可知，在不同加热温度条件下，两个鸡精水溶液的pH值均呈现稳定趋势。
A
B
2.2 游离谷氨酸变化情况
鸡精中的主要鲜味物质为味精，含量一般在35%～50%。味精(谷氨酸钠)的鲜味与其在水溶液中的解离有关，因为谷氨酸钠是一种二性分子，在它的分子中既含有碱性的氨基(-NH2)，又含有酸性的羧基(-COOH)，在溶液中主要以二性离子的形式存在[19]。受鸡精水溶液体系温度的影响，谷氨酸钠的解离度会发生变化，而游离谷氨酸的变化能反映鸡精中味精的变化，其变化对鸡精鲜味有较大影响。A鸡精水溶液中游离氨基酸97.25%为谷氨酸，B鸡精水溶液中游离氨基酸98.3%为谷氨酸，其他氨基酸主要为胱氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸等，均为非鲜味氨基酸，主要呈现甜味、苦味等风味，对鸡精风味的影响不大[20]。
不同温度条件下，A鸡精水溶液和B鸡精水溶液谷氨酸变化情况见图2，A鸡精水溶液谷氨酸差异不显著(F=0.634，p>0.05)，B鸡精水溶液谷氨酸差异不显著(F=2.214，p>0.05)。不同温度条件下，随着加热时间的延长，鸡精水溶液中的谷氨酸均呈稳定趋势。
A
B
2.3 钠离子变化情况
鸡精中钠离子主要由鸡精中的氯化钠溶于水后释放，少量由味精、呈味核苷酸二钠等溶于水后释放。味精本身虽然具有一定程度的鲜味，但不与Na+结合，其鲜味并不那么明显，咸味是鲜味的基础，只有与Na+在一起作用才会显现出味精特有的鲜味，起决定作用的是谷氨酸钠解离后的阴离子，阳离子Na+起着“配角”辅助增强的作用。高温时，钠离子的变化对鲜味稳定性有影响[21]。
鸡精在不同温度、不同加热时间条件下的钠离子值变化情况见图3。不同温度下加热A鸡精水溶液钠离子无显著性差异(F=2.170，p>0.05)，B鸡精水溶液钠离子无显著性差异(F=2.781，p>0.05)。不同温度下两种鸡精水溶液加热不同时间的钠离子呈稳定趋势。
A
B
2.4 核苷酸变化情况
鸡精中添加一定含量呈味核苷酸二钠，其和味精发生鲜味相乘作用。呈味核苷酸二钠高温下加热会分解，在较短的时间内核苷酸主要发生的是脱磷酸反应，产生肌酸；长时间加热会发生脱碱基反应，产生有苦味的次黄嘌呤[22]。鸡精烹饪应用中热处理是最为常见的环节，在此条件下，核苷酸会发生分解(主要包括脱磷酸反应和脱碱基反应)[23-24]。因此，有必要在高温条件下监测鸡精中核苷酸的变化情况。
A鸡精和B鸡精在不同温度下加热不同时间IMP、GMP的变化情况见图4和图5。
由图4和图5可知，在不同温度下加热，A鸡精水溶液的IMP差异极显著(F=7.995，p<0.01)，B鸡精水溶液的IMP差异极显著(F=21.804，p<0.01)；A鸡精水溶液的GMP差异极显著(F=5.632，p<0.01)，B鸡精水溶液的GMP差异极显著(F=9.195，p<0.01)。
在80 ℃加热条件下，随着加热时间的延长，A鸡精水溶液和B鸡精水溶液的IMP和GMP都呈稳定趋势；随着温度升高，IMP和GMP损失率显著上升，在120 ℃条件下A鸡精水溶液和B鸡精水溶液在120 min时IMP损失率分别为56.5%、52%，在120 ℃条件下A鸡精水溶液和B鸡精水溶液在120 min时GMP损失率分别为69.9%、65%。
A
B
A
B
2.5 鲜味感官变化
鸡精水溶液在不同温度、不同时间条件下鲜味相关感官变化见图6～图9。
由图6～图9可知，不同温度条件下A鸡精的鲜味强度(F=8.469，p<0.01)、饱满感(F=6.030，p<0.01)、持久感(F=4.810，p<0.01)均差异极显著，而咸度(F=2.331，p>0.05)无显著性差异；不同温度条件下B鸡精的鲜味强度(F=7.952，p<0.01)、饱满感(F=7.185，p<0.01)、持久感(F=4.921，p<0.01)均差异极显著，而咸度(F=2.436，p>0.05)无显著性差异。
a
b
a
b
a
b
a
b
由图6～图9可知，80 ℃加热时A鸡精、B鸡精的鲜味强度、饱满感、持久感损失率均较小；不同温度加热时，A鸡精水溶液和B鸡精水溶液的咸度变化均较小，主要变化均在饱满感上，其次在鲜味强度和持久感上，且其变化都是在加热0～30 min之间最显著(120 ℃时，A鸡精、B鸡精在30 min时的鲜味强度、饱满感、持久感损失率分别达28%、39%、22%以及23%、34%、28%)，主要原因可能为香精等易挥发性气味及风味损失明显，核苷酸受热后的减少加上肉味香精气味、肉味等风味的损失，严重影响了鲜味协同作用、风味的饱满感，导致样品的饱满感显著降低，鲜味强度以及持久感也不同程度下降。30 min之后不同温度条件下鲜味相关风味变化均较小，可能是鸡精中的鸡肉粉、酵母蛋白等分解为呈味多肽、小分子氨基酸等，弥补了部分风味损失[25-30]。
2.6 理化和感官数据相关性分析
采用SPSS 22.0软件分析以上鸡精水溶液鲜味热稳定性理化数据和感官评分之间的相关性。从单因素方差分析看，不同温度下加热不同时间，鸡精的核苷酸、感官评分指标均有显著性差异，而钠离子、pH值、谷氨酸等均无显著性差异。因此，选择核苷酸数据和感官评分进行Pearson相关性分析，考察其是否有相关性，结果见表3。
由表3可知，除80 ℃条件外，A鸡精和B鸡精的GMP和IMP均与加热时间有显著负相关性；两种鸡精的GMP和IMP与咸度均无相关性；A鸡精、B鸡精的核苷酸均和鲜味强度、饱满感、持久感之间有显著正相关性，其中，各温度下，A鸡精核苷酸和鲜味强度以及饱满感的相关性更强，而B鸡精核苷酸和鲜味强度以及持久感的相关性更强。
2.7 相关性结论验证
根据以上相关性分析结论，发现影响鸡精鲜味热稳定性感官评分的关键因素为核苷酸含量的变化，同时根据感官分析确定0～30 min的变化为鸡精鲜味热稳定性损失的关键时间节点。设计实验，对B鸡精配方进行调整，制作额外增加不同比例呈味核苷酸二钠、IMP的鸡精样品(由于GMP在市场上较难采购不适于大批量生产，此处暂不考虑GMP的验证实验)，以鸡精水溶液在100 ℃条件下加热30 min为研究条件，制作不同鸡精样品，并从鲜味强度、饱满感、持久感3个方面考察添加后的鸡精感官变化情况。
在原B鸡精配方基础上分别将呈味核苷酸二钠含量增加0.1%、0.2%、0.3%、0.4%的鸡精样品和对照样(B鸡精)一起在100 ℃条件下加热30 min，分别对其鲜味强度、饱满感、持久感进行感官评价，以验证呈味核苷酸二钠的增加对鸡精加热后鲜味的影响，具体感官结果见图10。
图10 呈味核苷酸二钠增加的B鸡精在100 ℃加热30 min后的感官评分Fig.10 The sensory scores of chicken essence B with the increasing amount of I+G after heating at 100 ℃ for 30 min
在原B鸡精配方基础上分别将IMP添加0.1%、0.2%、0.3%、0.4%的鸡精样品和对照样(B鸡精)一起在100 ℃条件下加热30 min，分别对其鲜味强度、饱满感、持久感进行感官评价，以验证IMP的增加对鸡精加热后鲜度的影响，具体感官结果见图11。
图11 IMP添加后的B鸡精在100 ℃加热30 min后的感官评分Fig.11 The sensory scores of chicken essence B added with IMP after heating at 100 ℃ for 30 min
表4 呈味核苷酸二钠增加、IMP添加后鸡精的核苷酸和感官相关性分析Table 4 The nucleotide and sensory correlation analysis of chicken essence with the increasing amount of I+G and added with IMP
由表4可知，呈味核苷酸二钠增加或IMP添加后鸡精的核苷酸均与鸡精在100 ℃加热30 min后的鲜味强度、饱满感、持久感有显著正相关性，验证了2.6的结论。由图10和图11可知，呈味核苷酸二钠增加或IMP添加0.2%、0.3%、0.4%时的B鸡精样在100 ℃加热30 min后鲜味强度、饱满感和持久感均有明显提升。呈味核苷酸二钠增加0.2%时鸡精整体风味和未加热的原样(所有感官评分5.0分)接近，但此时的饱满感较原样要强，导致风味明显不协调，改变了B鸡精的整体风味。而IMP添加0.2%时的B鸡精样在100 ℃加热30 min后鲜味强度、持久感、饱满感均与未加热时的B鸡精原样接近，比对照样(B鸡精样)的鲜味强度损失率减少16%，饱满感损失率减少33.8%，持久性损失率减少14%，可以显著提升B鸡精加热后的鲜味感官评分，且整体风味协调。
3 结论
通过对A、B两种不同鸡精鲜味相关的理化、感官等指标在高温情况下的稳定性进行分析，发现两种鸡精的核苷酸及感官评分均有极显著差异，而各温度条件下0～30 min均为鲜味损失的关键时间节点。同时，对其相关性分析发现两种鸡精的核苷酸均和鲜味强度、饱满感、持久感之间有显著正相关性。并通过对B鸡精配方进行调整，制作额外添加不同比例呈味核苷酸二钠以及IMP的鸡精样品，验证其加热后对鲜味感官评分的影响，验证结果与上述相关性结果一致，说明鸡精中的核苷酸是鸡精鲜味热稳定性的关键影响因素。在B鸡精中添加0.2% IMP样品在100 ℃加热30 min后鲜味强度损失率比对照样减少16%，饱满感损失率比对照样减少33.8%，持久性损失率比对照样减少14%。此研究结果可运用在相关专用鸡精产品配方设计、开发或火锅、卤菜、熬汤等需要长时间高温煮制菜肴中鸡精的应用指导方面等。
鸡精是一个复杂的以鲜味物质为主的体系，主要有谷氨酸钠、呈味核苷酸二钠、食盐、蔗糖、淀粉、糊精、各种酶解鸡肉粉、蛋白质、小分子呈味肽(如酵母抽提物)、食用香精、香辛料等，不同温度下各组成物质的热稳定性不同，从而导致鸡精在加热过程中的品质特征及呈味效果等发生变化，进而影响其在菜肴中的烹饪效果。然而，高温条件下鸡精水溶液在0～30 min内理化指标、滋气味变化等仍需要进一步深入研究。
